实验1探究水的沸腾实验解析版.docx
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实验1探究水的沸腾实验解析版
实验一、探究“水的沸腾"实验
实验剖析
【实验器材】:
铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、秒表
【实验装置】:
【实验步骤】:
①按装置图安装实验仪器;
②用酒精灯给水加热并观察;
③当水温接近90℃时每隔1min记录一次温度,并观察水的沸腾现象。
④完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。
【实验现象】水沸腾时的现象:
剧烈的汽化现象,大量的气泡上升、变大,到水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中。
虽继续加热,它的温度不变。
水沸腾前水沸腾后
3.沸点:
液体沸腾时的温度。
4.液体沸腾的条件:
(1)温度达到沸点;
(2)继续吸收热量。
【实验补充】
(1)液体沸腾需要一定的温度,在标准大气压下不同的液体沸点不同。
(2)液体沸腾前吸收热量温度升高,沸腾后吸收热量温度保持不变。
(3)液体的沸点还与大气压有关,气压越高液体的沸点越高,高压锅就是利用了这一原理。
(4)蒸发和沸腾的异同:
汽化方式
异同点
蒸发
沸腾
不同点
发生部位
液体表面
液体表面和内部同时发生
温度条件
任何温度
只在沸点时
剧烈程度
缓慢
剧烈
相同点
都属于汽化现象,都是吸热过程
【考点方向】:
1、水沸腾的条件:
达到沸点,继续吸热。
2、由图像描点,水沸腾时特点:
温度不变,继续吸热。
3、开始加热到沸腾时间过长,改进:
①用温水;②减少水的质量;
4、石棉网作用:
使烧杯底部受热均匀。
5、酒精灯拿开后,沸腾继续,原因:
石棉网有余热,水断续吸热;
6、水沸点98度,原因:
低于1个标准大气压。
7、沸水降温至室温,温度变化特点:
先快后慢。
8、若无论加热多长时间,水都不能沸腾,原因:
火力太小,吸收热量小于热损失。
9、安装装置时顺序:
自下而上。
10、水沸腾前,烧杯内上升的气泡是由大变小的;
水沸腾时,烧杯内上升的气泡由小变大,因为上升过程中,水对气泡压强变小。
11、烧杯的纸盖上留有两个小孔,穿过温度计的那个孔作用:
固定温度计。
另外一个孔的作用是使水面上方大气压强与外界相同,使水的沸点测量值更准确;若不留小孔对实验结果产生的影响是如果没有小孔,会使里面气压增大,测出的水的沸点偏高。
经典母题
如图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
(1)图甲实验装置的组装顺序应为___________(选填“自上而下”或“自下而上”)。
其中石棉网的作用是。
带孔硬纸板的作用是。
(2)实验中某次温度计的示数如图乙,为________℃。
根据实验数据绘制的水的温度随加热时间变化的图像如图丙,由图可知本实验中水的沸点为_____℃。
在0-2min内时,烧杯内的水(选填吸收/放出)热量,温度(选填不变/升高/降低)。
2-3min内水(选填吸收/放出)热量。
(3)实验中发现温度计上部出现许多小水珠,这些小水珠是___________形成的。
实验过程中沸腾前观察到烧杯内的气泡在上升过程中;声音比沸腾后。
(4)该实验可以得出水沸腾的条件是、。
(5)撤去酒精灯后,水仍能继续沸腾一小段时间,其原因是_________________。
(6)同学们在做实验时,最后发现每一小组测量的水的沸点都低于100℃,则水的沸点可能与有关。
(7)实验结束后,有一个小组发现同样初温的水达到沸腾的时间比其他几个小组要长,你的改进措施是。
【答案】
(1)自下而上;使烧杯受热均匀;减少热量散失,缩短加热时间,同时固定温度计位置。
(2)92;98;吸收;升高;吸收;
(3)水蒸气液化;沸腾前烧杯内的气泡上升过程中逐渐变小;声音越来越大。
(4)达到沸点、继续吸热。
(5)石棉网的温度仍高于水的沸点,水能继续吸热;
(6)气压。
(7)减少水杯里的水的量(质量)
【解析】
(1)实验中,酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,且不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度,因此实验装置的组装顺序应为自下而上的顺序进行。
石棉网的作用是使烧杯受热均匀,防止因加热不均导致烧杯破裂。
带孔纸板能够减少热量的损失,使的沸腾所需要的时间缩短。
(2)图乙中温度计的分度值为1℃,则温度计的示数为92℃;
由图丙,水在第2min开始沸腾,沸腾时,不断吸收热量,温度保持98℃不变,所以本实验中水的沸点为98℃;在0-2min中时水还没有沸腾,此时水继续保持吸热,温度不断升高。
2-3min段水已经达到沸腾,温度不在上升,但是继续吸热。
(3)水沸腾时,热的水蒸气遇到温度低的温度计液化形成小水珠,附着在温度计上。
由于水沸腾前,水下部的温度比上部的温度要高,水发生汽化形成气泡,在上升的过程中,水温逐渐降低,气泡内水蒸气遇冷液化成水,同时水液化过程中引起水的剧烈振动,发出声音较大。
沸腾后,气泡上升过程中由于上下温度一致不在发生液化,因此会在液面液化,引起液体的振动相对不太剧烈。
所以声音相对较小。
(4)由实验可以得知要实现沸腾满足两个条件达到沸点和继续吸热。
(5)酒精灯加热时,铁圈和石棉网的温度升高,高于水的温度。
撤去酒精灯后,水还会从铁圈和石棉网吸收热量,仍能继续沸腾一小段时间。
(6)气压越低,水的沸点越低,水沸腾时的温度均低于100℃,水的沸点可能与气压有关。
(7)影响水达到沸腾的时间因素,有水量的多少,水的初温,火力的大小(是否外焰加热),因此可以从这几个方面入手。
真题演练
练习1:
(2020·衡阳)小李同学为进一步探究液体沸腾规律,设计了如图所示的实验装置。
烧杯与试管内分别装入适量的水,甲、乙温度计分别测量烧杯和试管中水的温度。
(1)安装该实验装置的顺序是 (选填“自上而下”或“自下而上”)。
(2)点燃酒精灯时,打开灯帽,可闻到淡淡的酒精味,这是 现象,说明液态酒精发生 (填物态变化名称)。
(3)当甲温度计的示数达到99℃时,烧杯中的水开始沸腾,说明当时大气压可能 (选填“高于”、“低于”或“等于”)1标准大气压。
(4)当乙温度计示数达到99℃后,示数保持不变,但试管中的水始终没有沸腾,其原因是 。
(5)当小李同学在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明加入食盐后水的沸点 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】
(1)自下而上;
(2)扩散;汽化;(3)低于;(4)试管的水达到沸点后不能继续吸热;(5)升高。
【解析】
(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度;故安装实验器材时,应按照自下而上的顺序进行;
(2)打开酒精灯帽,可闻到淡淡的酒精味,是酒精分子不停地做无规则运动扩散到空气中;
液态酒精中分子进入空气中变为气态,这个过程是汽化;
(3)水的沸点跟气压有关,实验中测出的水的沸点小于100℃,说明当时的大气压低于1个标准大气压;
(4)当试管中的水与烧杯中的水均达到沸点后,烧杯中的水可以从酒精灯继续吸热,能够沸腾。
由于温度相同,试管中的水无法从烧杯的水中继续吸热,因此试管中的水最终不会沸腾;
(5)在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明烧杯中水的沸点高于99℃,即加入食盐后,水的沸点升高。
故答案为:
(1)自下而上;
(2)扩散;汽化;(3)低于;(4)试管的水达到沸点后不能继续吸热;(5)升高。
练习2:
(2020·苏州)小明分别采用图甲、乙所示的实验装置探究烛蜡、冰的熔化特点。
(1)组装甲装置时,A、B两部件中应先固定 部件;探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热除了能减缓升温速度,还能使试管 ;
(2)图乙中温度计的示数为 ℃;
(3)根据实验数据作出两者温度随时间变化的图象(如图丙),其中蜡烛的图象是图 (①/②);图①中bc段对应的时间内,试管里物质的内能 (变大/变小/不变)。
【答案】
(1)B;受热均匀;
(2)﹣4;(3)②
;变大。
【解析】
(1)在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应先确定铁圈的高度,即先固定B;在调节过程中,要点燃酒精灯;水浴法能使物质均匀受热,减缓升温的速度;
(2)由图可知,温度计的分度值为1℃,温度在0℃以下,示数为﹣4℃;
(3)由图可知,图①中的物质在熔化时温度不变,为晶体,即为冰;图②中的物质吸热,温度一直升高,没有固定的熔点,为非晶体,即是蜡烛;
图①中bc段对应的时间内,试管里冰吸收热量,内能变大。
故答案为:
(1)B;受热均匀;
(2)﹣4;(3)②;变大。
练习3:
(2020·阜新)在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验中,使用的实验装置如图甲所示:
(1)组装实验器材时,合理的顺序是______(填序号)。
①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯⑤装有海波的试管
(2)为了使试管中的海波受热均匀,应选择______的海波进行实验(选填“大颗粒”或“小颗粒”)。
(3)图乙是某时刻温度计的示数,温度是______℃。
(4)图丙是根据实验数据绘制的海波熔化时温度随时间变化的图像,图像中的_____段(选填“AB”或“BC”)表示海波的熔化过程。
海波在B点的内能______C点的内能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(5)由实验可知,当海波的温度处于48℃时,其状态是_______。
A.固态B.固液共存状态C.可能固态、液态,也可能固液共存状态
【答案】
(1)④②③⑤①;
(2)小颗粒;(3)42;(4)BC;(5)小于;(6)C;
【解析】
(1)[1]酒精灯要使用外焰加热,所以合理顺序应先放好酒精灯,由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度;将装水的烧杯放到石棉网上,安装装有海波的试管,最后安装温度计,其合理的顺序是:
④②③⑤①。
(2)[2]实验中宜选用小颗粒的海波,能使海波均匀受热。
(3)[3]图乙中温度计的分度值是1℃,温度计的示数是42℃。
(4)[4]从图丙中可知,海波在熔化过程中温度保持48℃不变,BC段表示海波的熔化过程。
[5]海波熔化过程中,吸收热量,内能增大,所以海波在B点的内能小于C点的内能。
(5)[6]海波的熔点是48℃,所以48℃的海波可能是固态(达到熔点尚未熔化),可能是液态(刚刚熔化结束),也可能是固液混合态(熔化过程中),故选C。
练习4:
(2020·福建)图甲是探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
(1)组装实验装置时,应当先调整图甲中______(选填“A”或“B”)的高度;
(2)某小组用相同的装置先后做了两次实验,绘出如图乙所示的a、b两条图线。
由图可知:
实验中水的沸点为______℃;沸腾过程中水的温度保持______;若两次实验所用水的质量分别为ma、mb,则ma______mb(选填“>”“=”或“<”);
(3)撤去酒精灯后,水很快停止沸腾,说明水在沸腾过程中需要持续______;
(4)各实验小组发现,水沸腾时的温度均低于100℃。
那么,水的沸点可能与______有关。
【答案】
(1)B;
(2)98;(3)不変;(4)<;(5)吸热;(6)气压。
【解析】
(1)安装实验器材时需要先固定下面的B位置,能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,然后再调整上面的位置,使温度计的玻璃泡完全接触水,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底。
(2)由图乙可知,实验中水的沸点为98℃,水在沸腾过程中吸收热量,温度不变。
在同样加热的情况下,由图丁可知,b杯水的升温较慢,其原因是b杯水的质量多于a杯水,即:
ma (3)实验中,当撤去酒精灯后,发现水很快停止沸腾,说明水在沸腾过程中需要不断吸热。 (4)气压越低,水的沸点越低,水沸腾时的温度均低于100℃,水的沸点可能与气压有关。 练习5: (2020·眉山)为了探究水的沸腾,科学小组进行了下面的实验: (1)如图甲所示,安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。 温度计的示数是 。 (2)加热时,杯底有“气泡”形成,上升到水面破裂,有“白雾”冒出,“白雾”是水蒸气 形成的。 由图乙可知,水沸腾过程中不断吸热,温度 (选填“升高”、“降低”或“保持不变”)。 (3)实验结束后,移开酒精灯,发现烧杯内的水没有立即停止沸腾,可能的原因是: 。 把水在沸腾的高压锅从灶上拿下来以后,水不再沸腾,但打开锅盖,水又会重新沸腾,原因是 。 【答案】 (1)自下而上;75℃; (2)液化;保持不变;(3)石棉网的温度较高,水继续从石棉网吸热;气压减小沸点降低。 。 【解析】 (1)因为要用酒精灯的外焰加热,所以安装器材时,先安装下面器材,再安装上面器材; 温度计的分度值是1℃,示数是75℃; (2)加热时,杯底有“气泡”形成,上升到水面破裂,有“白雾”冒出,“白雾”是水蒸气遇冷后液化成小水滴;水在沸腾过程中,虽然不断吸热,但温度保持不变。 (3)石棉网的温度高于水的沸点,水继续从石棉网吸热,所以水没有立即停止沸腾。 水的沸点与气压有关,气压越低沸点越低,把水在沸腾的高压锅从灶上拿下来以后,水不再沸腾,但打开锅盖,水面上的气压减小,水还能继续沸腾。 故答案为: (1)自下而上;75℃; (2)液化;保持不变;(3)石棉网的温度较高,水继续从石棉网吸热;气压减小沸点降低。 练习6: (2020·青海)如图所示,是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。 (1)在组装器材时,温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部,此时应当将______(填“A处向上”或“B处向下”)调整; (2)某时刻温度计的示数如图所示,则该时刻的温度是______; (3)当水的温度升高到88℃时,每隔一段时间记录一次温度计的示数,数据记录如下表所示。 分析数据可知,该地区水的沸点是______℃,该地区的大气压______(填“高于”、“低于”或“等于”)1标准大气压; 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 水的温度/℃ 88 89 90 91 92 92 92 92 (4)实验中,温度计上部出现的小水珠是______现象形成的。 【答案】 (1).A处向上; (2).78℃;(3).92;(4).低于;(5).液化; 【解析】 (1)实验中,温度计玻璃泡碰到了烧杯的底部,因此该小组应适当将A处向上调,使温度计的玻璃泡不能碰到容器底。 (2)由图可知,温度计的分度值是1℃,温度计的示数是78℃。 (3)由表格中数据可知,第5min后水吸热,温度保持在92℃不再升高,说明水已经沸腾,沸点为92℃;水的沸点低于100℃,该地区气压低于1标准大气压。 (4)温度计上部的小水珠水高温水蒸气遇冷液化形成的。 练习7: (2020·黔东南)如图是探究“水的沸腾”的实验装置。 当水温上升到90°C时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止记录。 (1)图乙中,表示水在沸腾时的现象是其中的图。 (2)根据实验数据,作出了水的温度随时间变化的图象,如图丙所示,由图象可知,在当时条件下,水的沸点是℃. (3)水在沸腾过程中,需要热量,温度。 (4)水沸腾时,杯口附近出现大量“白气”,“白气”是水蒸气遇冷形成的。 。 【答案】 (1)A; (2)98;(3)吸收;不变;(4)液化。 【解析】 (1)由图乙可知,A中气泡在上升过程中逐渐变大,是沸腾时的现象;B中气泡在上升过程中体积逐渐减小,是沸腾前的现象; (2)从图丙可知,水在沸腾过程中温度保持98℃不变,所以此时水的沸点为98°℃; (3)水沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变; (4)白气是高温水蒸气遇冷形成的小水珠,是液化现象。 练习8: (2020·德州)如图甲所示,是小蕊同学探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。 (1)图甲的实验装置,安装时应按照(选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序;实验中除了图甲的器材之外,还需要的测量工具是。 (2)图甲装置中硬纸板的主要作用是。 (3)小蕊用质量为m1的水做实验,根据记录的实验数据,绘出图乙中的a图线,由a图像可知: 水沸腾时吸收热量,温度。 (4)若换用初温相同的质量为m2(m2>m1)的水做实验,得到的图线是图乙中的(选填“b”“c”或“d”)。 【答案】 (1)由下到上;秒表; (2)减少热量散失,缩短实验时间;(3)不变;(4)c; 【解析】 (1)在该实验中,先安装下面器材,再安装上面器材,便于调节器材间的距离,且便于利用酒精灯的外焰加热; 实验过程中需要测量加热时间,因此需要用到秒表。 (2)在烧杯上覆盖的中心有孔的硬纸板的主要作用是减少热量散失,缩短实验时间。 (3)由a图像可知: 水沸腾时的特点是吸收热量,温度不变; (4)改变水的质量,水的沸点不变,只改变加热的时间,得到的图像可能是图乙中的C。
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